Dienstag, 26. Februar 2013

Außerirdisches Leben selbst im Umfeld sterbender Sterne möglich und zudem leicht nachweisbar


Künstlerischer Darstellung eines lebensfreundlichen, erdähnlichen Planeten vor dem Hintergrund seines Weißen Zwergsterns (Illu.). | Copyright: David A. Aguilar (CfA) 

Cambridge (USA) - Selbst sterbende Sterne können Planeten besitzen, auf denen es Leben gibt. Und wenn es tatsächlich Leben auf derartigen Planeten gibt, so könnten wir dieses schon innerhalb der kommenden zehn Jahre finden. Dieser hoffnungsvollen Ansicht sind zumindest Astronomen vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), die eine theoretische Studie über erdähnliche Planeten im Umfeld sogenannter Weißer Zwerge vorgelegt haben und davon überzeugt sind, dass Biomarker wie etwa Sauerstoff als Hinweis auf biologische Aktivität, in der Atmosphäre eines solchen Planeten sehr viel einfacher nachzuweisen sein sollte, als etwa angesichts von Planeten um sonnenähnliche Sterne.

"Bei der Suche nach außerirdischen biologischen Signaturen sollten wir uns zu allererst den Weißen Zwergen widmen", erläutert einer der Autoren der Studie, der Astrophysiker Avi Loeb. Dabei handelt es sich um die Reste einstiger sonnenähnlicher Sterne, die ihre äußeren Atmosphärenhüllen ins All geschleudert haben bzw. schleudern, wonach nur noch ein heißer Kern, eben der sogenannte Weiße Zwerg, zurückbleibt. Ein typischer Vertreter dieser Klasse von Zwergsternen hat etwa die Größe der Erde, kühlt sich nach und nach ab und verblasst dabei zusehends. Dennoch kann er seine Hitze zunächst noch mehrere Milliarden Jahre relativ konstant aufrechterhalten. Ihre Ergebnisse haben Loeb und Kollegen aktuell im Fachmagazin "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" veröffentlicht.

Da Weiße Zwerge derart kleiner und auch deutlich lichtschwächer sind als etwa unsere Sonne, müsste ein entsprechend lebensfreundlicher Planet einen solchen Stern natürlich auch deutlich näher umkreisen als etwa die Erde die Sonne, um aufgrund gemäßigter Oberflächentemperaturen Wasser in flüssiger Form – und damit die Grundlage zumindest von Leben nach irdischem Vorbild - aufrechterhalten zu können. Ein solch bewohnbarer Planet würde einen weißen Zwergstern also in einem Abstand von etwa 1,6 Millionen Kilometern einmal alle 10 Stunden umkreisen.



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Bevor ein Stern allerdings zu einem Weißen Zwerg wird, schwillt er zunächst zu einem Roten Riesen an, indem er seine Atmosphäre aufbläst und dabei seine inneren Planeten verschluckt. Aus diesem Grund müsste ein Planet also erst nach diesen Vorgang in der "habitablen Zone" eintreffen, wenn der Rote Riese schon zum Weißen Zwerg geworden ist. Tatsächlich könnte ein solcher Planet aus Gas- und Materialtrümmern eben jener vom Roten Riesen zerstören einstigen inneren Planeten der ersten Planetengeneration des Systems, als Planet der zweiten Generation in größerer Entfernung entstehen, dann jedoch in Richtung seines Sterns wandern.

"Wenn also Planeten in einer solchen "grünen Zone" um Weiße Zwerge existieren, so müssen wir sie natürlich zunächst einmal erst finden, bevor wir sie untersuchen können", so die Forscher. Die Füller an auf der Oberfläche von weißen Zwergen nachgewiesenen schweren Elementen legt indes nahe, dass einem gewichtigen Anteil entsprechender Planeten tatsächlich sogar auch um Felsplaneten handelt.

Loeb und sein Kollege Dan Maoz von der Tel Aviv University schätzen, dass eine Suche nach Planeten um die 500 dem Sonnensystem nächstgelegenen Weißen Zwerge mehr als eine lebensfreundliche "Erde" entdecken könnte.

Die beste Methode, einen solchen Planeten zu finden, ist laut den Forschern die sog. Transitmethode, die nach minimalen Schwankungen des Sternenlichts Ausschau hält, wie sie durch perspektivisch zwischen Erde bzw. Teleskop und dem Stern hindurch-, also vor dessen "Sonnenscheibe" vorbeiziehenden Planeten in periodisch wiederkehrenden Abständen verursacht wird. Da Weiße Zwerge selbst nur noch etwa erdgroß sind, würde ein entsprechend großer Planet auch einen großen Anteil seines "Sonnenlichts" während eines derartigen sogenannten Transits blockieren und dadurch also auch ein vergleichsweise starkes Signale erzeugen.



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Noch wichtiger sei allerdings, dass auch die Atmosphäre eines solchen Planeten gerade während bzw. durch den Transit und somit anhand des durch eine solche Atmosphäre – so vorhanden – hindurchscheinenden Sternenlichts, in idealer Weise spektrografisch analysiert und auf besagte Biomarker untersucht werden kann.

Vor allem erhoffen sich Astrobiologen von einer solchen Analyse den Nachweis von Sauerstoff. Der Grund hierfür liegt in dem Umstand, dass Sauerstoff in der Erdatmosphäre nur deshalb in so großer Menge vorkommt - und nicht schon längst in den Ozeanen und auf der Erdoberfläche aufgelöst und oxidiert wäre - weil er von Pflanzen durch die Photosynthese fortwährend nachproduziert wird. Der Nachweis großer Mengen Sauerstoff würde also auch in einer fernen Atmosphäre auf biologische Aktivität und damit Leben auf diesen Planeten deuten.

Schon 2018 könnte mit dem NASA-Weltraumteleskop "James Webb Space Telescope" (JWST) ein Instrument zur Verfügung stehen, das entsprechende Anforderungen erfüllen kann. Basierend auf dem JWST haben Loeb und Maoz ein künstliches Spektrum erstellt, wie es das zukünftige "Weltraumauge" sehen würde, wenn es einen lebensfreundlichen Planeten um einen nahen Weißen Stern analysieren würde. "Das JWST erweckt derzeit die größte Hoffnung darauf, dass wir schon in naher Zukunft einen bewohnten Planeten außerhalb des Sonnensystems finden werden", so Maoz.



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Während - das zeigte erst eine kürzlich veröffentlichte Studie zu potentiell lebensfreundlichen Planeten um Rote Zwergsterne durch die CfA-Astronomen Courtney Dressing and David Charbonneau (...wir berichteten) – einen entsprechenden Planeten mehrere hundert Stunden lang beobachten und seine Atmosphäre studieren müsste, könnten – das zeigt die Simulation von Maoz und Loeb - sowohl Sauerstoff also auch Wasserdampf alleine schon während weniger Stunden der Beobachtung eines Planeten um einen Weißen Zwerg gefunden und nachgewiesen werden.

"Auch wenn also der uns nächstgelegenen lebensfreundliche Planet tatsächlich einen roten Zwergstern umkreiset, so umkreisen jedoch die der Erde am nächstgelegenen Planeten, deren potentiell lebensfreundliche Atmosphären wir vergleichsweise einfach analysieren können, mit Sicherheit einen weißen Zwerg", so Loeb abschließend.

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Quelle: cfa.harvard.edu
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